Світлодіоди — це широко використовувані світловипромінювальні пристрої, які випромінюють енергію через рекомбінацію електронів і дірок для випромінювання світла.Вони широко використовуються в галузі освітлення.[1] Світлодіоди можуть ефективно перетворювати електричну енергію в енергію світла та мають широкий спектр використання в сучасному суспільстві, наприклад, освітлення, плоскі дисплеї та медичні пристрої.[2]

Цей вид електронних компонентів з’явився ще в 1962 році. Раніше вони могли випромінювати лише червоне світло низької яскравості.Пізніше були розроблені інші монохромні версії.Світло, яке може випромінюватися сьогодні, поширилося на видиме світло, інфрачервоне та ультрафіолетове світло, і яскравість також значно зросла.Світність.Використання також використовувалося як світлові індикатори, панелі відображення тощо;з постійним прогресом технологій світловипромінювальні діоди широко використовуються в дисплеях та освітленні.

Як і звичайні діоди, світлодіоди складаються з PN-переходу, і вони також мають односпрямовану провідність.Коли пряма напруга прикладається до світловипромінюючого діода, дірки, інжектовані з області P в область N, і електрони, інжектовані з області N в область P, відповідно контактують з електронами в області N і пустотами. в P-області в межах кількох мікрон від PN-переходу.Отвори рекомбінуються і створюють спонтанну емісійну флуоресценцію.Енергетичні стани електронів і дірок у різних напівпровідникових матеріалах різні.Коли електрони та дірки рекомбінують, виділяється дещо інша енергія.Чим більше виділяється енергії, тим коротша довжина хвилі випромінюваного світла.Зазвичай використовуються діоди, які випромінюють червоне, зелене або жовте світло.Зворотна напруга пробою світлодіода більше 5 вольт.Його пряма вольт-амперна характеристика дуже крута, і його потрібно використовувати послідовно з резистором, що обмежує струм, щоб контролювати струм через діод.

Основною частиною світловипромінюючого діода є пластина, що складається з напівпровідника P-типу та напівпровідника N-типу.Існує перехідний шар між напівпровідником P-типу та напівпровідником N-типу, який називається PN-переходом.У PN-переході певних напівпровідникових матеріалів, коли інжектовані неосновні та основні носії рекомбінують, надлишок енергії вивільняється у вигляді світла, таким чином безпосередньо перетворюючи електричну енергію на світлову.При зворотній напрузі, прикладеній до PN-переходу, важко інжектувати неосновні носії, тому він не випромінює світло.Коли він знаходиться в позитивному робочому стані (тобто позитивна напруга прикладена до обох кінців), коли струм тече від світлодіодного анода до катода, кристал напівпровідника випромінює світло різних кольорів від ультрафіолетового до інфрачервоного.Інтенсивність світла пов'язана зі струмом.